16485.基于建構(gòu)主義的輔助教學(xué)機器人設(shè)計與應(yīng)用研究

1、重慶師范大學(xué)碩士學(xué)位論文基于建構(gòu)主義的輔助教學(xué)機器人設(shè)計與應(yīng)用研究碩士研究生：趙煒指導(dǎo)教師：何國田教授學(xué)科專業(yè)：教育技術(shù)學(xué)所在學(xué)院：計算機與信息科學(xué)學(xué)院重慶師范大學(xué)2017年4月重慶師范大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要I基于建構(gòu)主義的輔助教學(xué)機器人設(shè)計與應(yīng)用研究摘要隨著人工智能技術(shù)和機器人技術(shù)的發(fā)展，機器人將擁有廣泛的知識覆蓋面與高度智能化水平，它為實現(xiàn)個性化教學(xué)和因材施教提供了一種可能，必定會為教育領(lǐng)域帶來顛覆性的改變。在教育機器人的重多研究

2、方向中，機器人輔助教學(xué)的研究還處于起步階段，國內(nèi)外的部分研究機構(gòu)已開展了相關(guān)研究。機器人技術(shù)是輔助教學(xué)的手段，而“輔助教學(xué)機器人”作為實施機器人輔助教學(xué)的主要工具之一，目前僅僅是概念性的產(chǎn)品。機器人應(yīng)用于教學(xué)過程，必將改變傳統(tǒng)的課堂教與學(xué)的方式，也會促進教師工作的轉(zhuǎn)型。本論文以機器人輔助教學(xué)作為研究對象，分別從理論和實踐的角度展開研究，探究機器人應(yīng)用于課堂教學(xué)實踐的思路和方案，以期為機器人輔助教學(xué)領(lǐng)域帶來突破和發(fā)展。本論文的主要研究工作

3、如下：1.針對目前機器人輔助教學(xué)缺乏教學(xué)理念指導(dǎo)的問題，在建構(gòu)主義教學(xué)設(shè)計的基礎(chǔ)上，結(jié)合機器人的功能特點，提出一種基于建構(gòu)主義的機器人輔助教學(xué)設(shè)計模式。借助系統(tǒng)動力學(xué)模型思想構(gòu)建了教學(xué)設(shè)計系統(tǒng)變量集，并采用結(jié)構(gòu)方程模型建模方法建立了教學(xué)設(shè)計模式的量化模型。2.分析了機器人輔助教學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成的核心要素及其相互關(guān)系，對CRAI教學(xué)設(shè)計中的“建立學(xué)習(xí)定向點”和“探究學(xué)習(xí)”兩部分進行細(xì)化，結(jié)合機器人技術(shù)和多媒體技術(shù)，分別提出機器人課堂講授模式和機

4、器人在線答疑模式。3.在綜合分析RAI教學(xué)中機器人的功能需求的基礎(chǔ)上，設(shè)計一款適用于RAI的輔助教學(xué)機器人，采用“機器人軀干固定式底座”的人形結(jié)構(gòu)設(shè)計，采用分層控制思想來架構(gòu)機器人控制系統(tǒng)，實現(xiàn)機器人機械運動和語音合成等基本教學(xué)功能。并利用ROSMoveIt來搭建機器人的運動規(guī)劃平臺，對機器人運動進行模擬和仿真。4.根據(jù)CRAI教學(xué)設(shè)計模式的基本框架完成詳細(xì)的教學(xué)案例設(shè)計，將輔助教學(xué)機器人作為輔助教學(xué)的工具，應(yīng)用于CRAI教學(xué)案例，實施